文档介绍：组合逻辑控制器组合逻辑控制器
同步控制和异步控制
多级时序系统
组合逻辑控制器的设计
同步控制和异步控制同步控制和异步控制
同步控制方式
•基本特征:有一个时钟信号使各项操作的步调一致
•缺点:时钟周期的长度要迁就最慢的操作,造成快速部件的
空闲和等待
•优点:时序关系简单,控制逻辑易于实现。
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同步控制和异步控制同步控制和异步控制
异步控制方式
•没有统一的时钟信号,各部件按自己所需要的速度工作,通
过应答信号进行联络。
•优缺点:最大限度地利用了时间,没有浪费,但是时序系统
的设计较为复杂。
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同步控制和异步控制同步控制和异步控制
混合控制方式
•大范围采取异步控制,小范围采取同步控制。
功能部件内部,如CPU内部采用同步方式
功能部件之间,如 CPU与主存、外设采用异步方式
•以同步控制为主,局部异步控制
异步的应答信号,需等到下一个同步信号到达时才生效
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多级时序系统多级时序系统
组合逻辑控制器的时序系统通常分为三级:
•机器周期、节拍、时钟脉冲
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节拍(节拍(T0T0、、T1T1……))
完成一些最基本的操作所需的时间。例如,
•一次ALU运算的时间
•一次CPU内部数据传送
•一次存储器访问
同步控制方式下,节拍长度要迁就最慢的操作
•通常以主存储器的存取时间作为节拍的长度
•对CPU内部操作来说,就会造成较大的时间浪费,没有充
分发挥CPU的性能
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节拍(节拍(T0T0、、T1T1……))
准同步控制方式下
•以CPU内部操作的时间作为节拍时间
•在访问存储器时,冻结同步时序
•在冻结期间,每隔一个节拍时间,检测Ready信号
•冻结的时间一定是节拍时间的整数倍
冻结
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机器周期(机器周期(CPUCPU周期,周期,M0M0、、M1M1……))
在一个指令周期中分为几个阶段
•取指令周期(IF)
•取源操作数周期(SOF)
•取目的操作数周期(DOF)
•执行周期(EXE)。
通常设计一组触发器来标志不同的机器周期
•在某一时刻只能有一个触发器置1,表示当前周期
INT EXE DOF SOF IF
Q Q Q Q Q
INT EXE DOF SOF IF S RESET
D D D D D
CLK
1→ INT 1→ EXE 1 → DOF 1→ SOF 1→ IF
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机器周期(机器周期(CPUCPU周期,周期,M0M0、、M1M1……))
不定长机器周期
•包含节拍的个数不固定,按需分配
•前面例 ~例 。:
SOF
T0 PCoe,ARce
T1 ARoe′,RD,DRce′,PCinc
T2 DRoe,ARce
T3 ARoe′,RD,DRce′
T4 DRoe,TRce
T5 1→DOF
DOF
T0 GRSoe, ARce
T1 ARoe′, RD, DRce′
T2 DRoe, Ace
T3 1→EXE
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机器周期(机器周期(CPUCPU周期,周期,M0M0、、M1M1……))
定长机器周期
•包含固定个数的节拍周期
•通常是以大部分操作需要的节拍数为准,在复杂操作时延长
一个周期。:
SOF
T0 PCoe,ARce
T1 ARoe′,RD,DRce′,PCinc
T2 NOP
T3 1→SOF
SOF
T0 DRoe,ARce
T1 ARoe′,RD,DRce′
T2 DRoe,TRce
T3 1→DOF
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